Cet emballage métallique est très demandé ces derniers temps en raison de sa polyvalence en termes de recyclabilité, de sa facilité de transport, de son extrême légèreté, de sa bonne protection des boissons sensibles aux UV, entre autres. C’est pourquoi, en tant que fabricant d’emballages métalliques, il est important de comprendre les processus de formage du métal qui se produisent dans une ligne de production de canettes en aluminium 2 pièces, car cela nous donnera les connaissances nécessaires concernant la transformation que subit le métal et ainsi pouvoir travailler sur les points critiques du processus de formage pour finalement obtenir une bonne performance dans les lignes de production.

Les bobines d’aluminium (alliage 3104 -H19) qui arrivent dans les usines de production seront transformées en canettes de boisson en aluminium grâce à une série d’équipements et de procédés de formage. L’aluminium métallique se déplacera de l’extrémité avant du processus à l’extrémité arrière du processus entre 1800 et 2000 boîtes par minute environ, où il sera traité et formé par typiquement 20 machines jusqu’à ce qu’il soit palettisé, soit environ 45 minutes de processus de fabrication de la bobine à la boîte finie (C2C).

Les bobines d’aluminium sont introduites dans les lignes de production au moyen du dérouleur, la feuille se dirige vers le lubrificateur et la presse à godets, où une fois placée dans la presse à godets, elle subit ses deux premiers processus de transformation, la découpe du disque (opération de découpage) et le premier étirage (opération d’étirage). L’opération de découpe et d’ébarbage consiste essentiellement à former un disque qui contiendra le volume de métal nécessaire à la fabrication d’une boîte. Le disque est découpé et séparé du reste de la tôle par trois outils (matrice d’ébarbage et d’étirage – tampon de pression – lame supérieure). L’opération d’étirage a lieu immédiatement après la découpe, lorsque le matériau continue à être serré entre deux outils (flan et matrice d’étirage – coussin de pression) et est poussé par une corne d’étirage à travers le flan et la matrice d’étirage. Ces deux premiers processus se déroulent en une seule course de la presse à gobelets, le produit résultant étant un gobelet en aluminium, avec 12 ou même 16 cavités/gobelets par course.

Lors de la conception de l’outillage de la presse à godet, plusieurs critères doivent être respectés : lors de la découpe du disque, l’épaisseur du matériau (jeu entre les outils de découpe), lors du premier étirage, l’épaisseur du matériau et la réduction du diamètre du disque, lorsque les réductions sont supérieures à l’épaisseur du disque. >39% deviennent problématiques avec les faibles épaisseurs, les faibles profondeurs de formage et les écarts entre les outils.

Les tasses sont envoyées aux carrossiers où elles seront poussées à travers une série de matrices. Les processus de transformation du métal qui se produisent dans cette machine sont le ré-emboutissage, le repassage et l’emboutissage inversé, le tout en un seul coup de carrossier. Le produit obtenu est une boîte à paroi droite (boîte à paroi droite non rognée) qui est ensuite envoyée à la machine à rogner les boîtes. Le processus de remoulage consiste simplement en un changement de forme du métal, de la tasse à la boîte, où là encore l’épaisseur du matériau (généralement 0% de réduction) et la réduction du diamètre (généralement <34%) jouent un rôle important dans la conception de l’outillage.

Le processus de repassage consiste à réduire l’épaisseur initiale du métal, ce qui se produit généralement dans 3 matrices de repassage où le matériau est poussé et coule sur le manchon du poinçon, pour obtenir les dimensions finales de votre corps en termes de paroi médiane et de paroi supérieure. La réduction de l’épaisseur de la paroi doit être donnée de manière équilibrée entre la première et la deuxième filière de repassage (par exemple 26-24%) et en prenant comme critère principal une réduction de moins de 40% dans la troisième filière de repassage. Certaines opérations n’utilisent que 2 matrices de repassage avec 1 matrice de rétraction (Redraw Die), essentiellement en raison de l’espace limité dans le berceau du Toolpack.

Une fois que le poinçon de formage de boîtes sort de l’outillage de repassage, il rencontre l’assemblage du dôme où le processus d’emboutissage inversé sera effectué. Ce processus de bombage consiste simplement à modifier la forme du métal pour passer d’une base plate à un dôme. Là encore, l’épaisseur du matériau est importante, de même que la conception de l’outillage pour permettre l’écoulement correct du métal dans la zone (Pull Down) et la formation correcte de la base de la boîte. Comme cette zone de la boîte n’a jamais été réduite en épaisseur, la zone du dôme conservera l’épaisseur originale du matériau.

Après le formage de la carrosserie, les processus de fabrication suivants (par exemple, la machine à rogner, la machine à laver, la machine à imprimer, le vernissage extérieur et intérieur, les fours de séchage et de durcissement), il n’y a pas de processus de formage du métal jusqu’à ce que vous atteigniez la Die Necker. Le processus d’emboîtement s’effectue par une série de réductions du diamètre de l’embouchure de la boîte. Dans les stations d’emboîtement, la boîte est pressurisée et son embouchure est placée entre la matrice de rétrécissement et les poinçons d’abattage pour effectuer ces réductions. Il s’agit d’un processus de réduction du diamètre où le métal est soumis à une compression. L’uniformité de l’épaisseur du matériau et les conditions des vernis appliqués dans cette zone jouent un rôle essentiel puisque le jeu entre les outils (Necking Die – Knockout) et leur géométrie ne changent pas pendant la production.

Les derniers processus de formage du métal qui se produisent sur les lignes de production sont le bordage (processus de bordage) et, si nécessaire, le reformage ou le reprofilage du dôme (Reform/Reprofile). Le bordage est effectué à l’aide d’un outil rotatif, où la boîte est pressurisée et son ouverture est placée et pressée axialement contre une tête de bordage. Au cours de ce processus, le métal est soumis à une tension et prend la forme des rouleaux du col du bordage. Le remodelage, qui est le processus généralement utilisé pour augmenter la réversion du dôme d’une boîte (résistance à la déformation), consiste simplement à faire une encoche dans la paroi verticale du dôme (paroi de transition interne), l’outil est idéalement placé à mi-hauteur de la paroi verticale du dôme et la pénétration ou l’encoche est faite dans le métal avec un gain moyen de 8-9 PSI en réversion du dôme.

D’après ce qui précède, on peut conclure qu’il est de la plus haute importance de connaître en détail tous les processus de formage du métal qui se produisent dans une ligne de production de canettes en aluminium 2 pièces. Un gobelet de bonne qualité aura plus de chances de former une bonne boîte et ainsi de suite dans cet effet domino vers la fin des chaînes de production. Cette bonne compréhension nous aidera à produire des canettes de haute qualité, à accroître l’efficacité, à réduire les déchets métalliques et à augmenter la production pour fournir des canettes en aluminium dans ce nouveau contexte de forte demande.